BR112021004796A2

BR112021004796A2 - ferramenta de poço

Info

Publication number: BR112021004796A2
Application number: BR112021004796-4A
Authority: BR
Inventors: Jan Stangeland; Geir Magne Langeland
Original assignee: Swarfix As
Priority date: 2018-09-17
Filing date: 2019-09-10
Publication date: 2021-06-08
Also published as: EP3853437A1; EP3853437B1; US20220372827A9; AU2019342223B2; US20220025726A1; NO344882B1; US11566482B2; NO20181205A1; AU2019342223A1; WO2020058039A1; DK3853437T3

Abstract

A presente invenção refere-se a uma ferramenta de poço (1) para remover detritos de metal de um furo de poço, compreendendo um elemento magnético (2), uma âncora antitorque (5), uma unidade de remoção de detritos (3), um contêiner de detritos (6) e uma primeira extremidade de conexão (16) para uma coluna de poço rotativo, em que o elemento magnético (2) compreende um compartimento em formato de cilindro (10) tendo uma primeira extremidade (7) e uma segunda extremidade (8); a unidade de remoção de detritos (3) compreende um elemento de guia em formato de hélice longitudinal (4) disposto em torno do compartimento em formato de cilindro (10); a âncora antitorque (5) está operacionalmente conectada ao compartimento em formato de cilindro (10) ou ao elemento de guia em formato de hélice longitudinal (4), de modo que o acionamento da âncora antitorque durante o uso evite a rotação do compartimento em formato de cilindro (10) ou o elemento de guia em formato de hélice longitudinal (4), respectivamente, em relação ao furo de poço; e o contêiner de detritos (6) compreende uma abertura (9) disposta na segunda extremidade (8) do compartimento em formato de cilindro, em que o compartimento em formato de cilindro (10) e o elemento de guia em formato de hélice longitudinal (4) são rotativos um em relação ao outro em torno de uma linha central (C) da ferramenta de poço e configurados de modo que detritos de metal se acumulem no compartimento em formato de cilindro (10 ) durante o uso é guiado pelo elemento de guia em formato de hélice longitudinal (4) em direção à abertura (9) do contêiner de detritos (6) quando a âncora antitorque (5) é acionada e a primeira extremidade de conexão é girada.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para “FERRAMENTA DE POÇO”. Campo técnico

[0001] A presente invenção refere-se ao campo de remoção de detritos de metal e, mais particularmente, uma ferramenta de poço para remoção de detritos de metal de um furo de poço. Fundamento

[0002] Em conexão com certas operações de furo de poço, tal como perfuração, fresagem, etc., é necessário realizar operações de limpeza para remover detritos de metal, ou seja, chips de metal, aparas restantes no poço. De outra forma, tais detritos podem interferir com o funcionamento adequado do Sistema de Segurança contra Estouros (Blow-Out Preventer) (BOP), ou outras válvulas presentes no poço. Detritos de metal também devem ser removidos antes que um poço esvaziado seja finalmente obstruído para evitar detritos de metal no tampão de cimento.

[0003] Atualmente, os detritos de metal são comumente removidos ao passar um ímã de fundo de poço no poço. Detritos de metal são atraídos para o ímã. Quando o ímã atrai uma certa quantidade de detritos de metal, seu campo magnético é enfraquecido e não é mais capaz de atrair mais detritos. Para continuar a operação de limpeza, o ímã deve ser devolvido à parte superior para remover manualmente os detritos de metal. Após a remoção dos detritos, o ímã pode ser executado novamente no poço.

[0004] Após certas operações de poço, é necessário limpar o poço de detritos de metal. O requisito pode ser, por exemplo, que menos de 0,5 kg de detritos de metal permaneçam no poço após a limpeza. Para cumprir tais requisitos, um ímã de fundo de poço da técnica anterior deve comumente ser executado no poço e devolvido no topo, várias vezes. Essas operações são demoradas e, consequentemente, muito dispendiosas.

[0005] WO 2014/133393 A1 divulga uma ferramenta de poço para remoção de detritos magnéticos em um BOP e riser marinho.

[0006] Ferramentas de poço usando impulsores helicoidais para a remoção de detritos de um furo de poço são divulgadas, por exemplo, US 2008/023033 A1, US 6695058 B1 e CN 104033127 A.

[0007] WO 2016/155852 A1 divulga uma ferramenta de poço para remover detritos de metal de um furo de poço. A ferramenta é descrita usando um motor dedicado ou conjunto de bico rotativo para prover rotação entre um elemento magnético em formato de cilindro e um raspador helicoidal.

[0008] O objetivo da presente invenção é prover uma ferramenta para remoção de detritos de metal, o que aliviaria ou evitaria pelo menos algumas das desvantagens dos métodos e ferramentas da técnica anterior. Sumário da invenção

[0009] A presente invenção é definida pelas reivindicações anexas e no seguinte:

[0010] Em um primeiro aspecto, a invenção provê uma ferramenta de poço para remover detritos de metal de um furo de poço, compreendendo um elemento magnético, uma âncora antitorque, uma unidade de remoção de detritos, um contêiner de detritos e uma extremidade de conexão para uma coluna de poço rotativa, em que

[0011] - o elemento magnético compreende um compartimento em formato de cilindro tendo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade;

[0012] - a unidade de remoção de detritos compreende um elemento de guia em formato de hélice longitudinal disposto em torno do compartimento em formato de cilindro;

[0013] - a âncora antitorque está operacionalmente conectada ao compartimento em formato de cilindro ou ao elemento de guia em formato de hélice longitudinal, de modo que o acionamento da âncora antitorque durante o uso evita a rotação do compartimento em formato de cilindro ou do elemento de guia em formato de hélice longitudinal, respectivamente, em relação ao furo de poço; e

[0014] - o contêiner de detritos compreende uma abertura disposta na segunda extremidade do compartimento em formato de cilindro,

[0015] em que

[0016] o compartimento em formato de cilindro e o elemento de guia em formato de hélice longitudinal são rotativos um em relação ao outro em torno de uma linha central da ferramenta de poço e configurados de modo que os detritos de metal que se acumulam no compartimento em formato de cilindro durante o uso sejam guiados pelo elemento de guia em formato de hélice longitudinal em direção à abertura do contêiner de detritos quando a âncora antitorque é acionada e a extremidade de conexão é girada. A extremidade de conexão é preferencialmente girada por uma coluna de poço operativamente conectada à extremidade de conexão e girada.

[0017] Em outras palavras, quando a âncora de torque é acionada durante o uso, o compartimento em formato de cilindro irá girar em relação ao elemento em formato de hélice longitudinal, de modo que os detritos de metal que se acumulam no compartimento em formato de cilindro sejam guiados pelo elemento de guia em formato de hélice longitudinal em direção à abertura do contêiner de detritos.

[0018] Em uma modalidade da ferramenta de poço, o compartimento em formato de cilindro ou o elemento de guia em formato de hélice longitudinal não operacionalmente conectado à âncora antitorque está operacionalmente conectado à primeira extremidade de conexão, de modo que o movimento de rotação da extremidade de conexão seja transferido para o compartimento em formato de cilindro ou o elemento de guia em formato de hélice longitudinal, respectivamente.

[0019] Em uma modalidade da ferramenta de poço, a guia longitudinal em formato de hélice está operacionalmente conectada à âncora antitorque e o compartimento em formato de cilindro está operacionalmente conectado à extremidade de conexão.

[0020] Em uma modalidade da ferramenta de poço, o compartimento em formato de cilindro é conectado ao contêiner de detritos, de modo que o contêiner de detritos possa girar em relação à guia longitudinal em formato de hélice quando a âncora antitorque é acionada e a extremidade de conexão é girada.

[0021] Em uma modalidade da ferramenta de poço, o contêiner de detritos é disposto para girar em conjunto com o compartimento em formato de cilindro.

[0022] A primeira extremidade de conexão é adequada para conectar a ferramenta de poço a uma coluna de poço rotativa, tal como um tubo de perfuração ou qualquer outra ferramenta de poço capaz de prover movimento de rotação à extremidade de conexão.

[0023] Em uma modalidade da ferramenta de poço, a âncora antitorque compreende um conjunto de luva com múltiplos dispositivos de ancoragem, cada dispositivo de ancoragem pode ser acionado a partir de uma primeira posição para uma segunda posição, na segunda posição o dispositivo de ancoragem é radialmente estendido em relação à primeira posição de modo que os múltiplos dispositivos de ancoragem estejam em contato com uma parede do poço quando acionados durante o uso.

[0024] Em outras palavras, na primeira posição, o dispositivo de ancoragem (por exemplo, uma porção de contato com a parede do furo do dispositivo de ancoragem) está mais próximo de uma linha central do conjunto de luva em relação à segunda posição. Na segunda posição, o dispositivo de ancoragem (por exemplo, a porção de contato com a parede do furo do dispositivo de ancoragem) é estendido para longe da linha central do conjunto de luva e em contato com a parede de um furo de poço.

[0025] Em uma modalidade da ferramenta de poço, cada dispositivo de ancoragem compreende uma porção de contato com a parede. A porção de contato com a parede pode ser qualquer elemento capaz de evitar ou impedir substancialmente o movimento de rotação da âncora antitorque em relação ao poço, tal como um dispositivo de rolo. A porção de contato com a parede é de preferência um dispositivo de rolo disposto de modo que a âncora antitorque e, consequentemente, a ferramenta de poço, possam ser movidas em uma direção longitudinal do furo de poço enquanto um movimento de rotação da âncora antitorque é substancialmente evitado ou impedido.

[0026] Os múltiplos elementos de ancoragem podem ser dispostos uniformemente em torno do conjunto de luva.

[0027] Em uma modalidade da ferramenta de poço, cada um dos dispositivos de ancoragem compreende um dispositivo de rolo disposto para estar em contato com uma parede do poço quando os dispositivos de ancoragem estão na segunda posição. O dispositivo de rolo apresenta um eixo de rotação substancialmente perpendicular a uma linha central da ferramenta de poço, o dispositivo de rolo é de preferência uma roda.

[0028] Em uma modalidade da ferramenta de poço, cada um dos dispositivos de ancoragem compreende pelo menos um braço sendo conectado de forma articulada ao conjunto de luva e operacionalmente conectado a um pistão, de modo que o acionamento do pistão mova o dispositivo de ancoragem para a segunda posição.

[0029] Em uma modalidade da ferramenta de poço, o pelo menos um braço apresenta uma porção de batente em uma extremidade oposta a uma extremidade sendo conectada de forma articulada ao conjunto de luva e o conjunto de luva apresenta uma porção de batente cooperativa disposta para interagir com a porção de batente do pelo menos um braço quando o braço está na segunda posição. As porções de parada de interação evitando que o pelo menos um braço se estenda radialmente além da segunda posição. A porção de batente do braço pode, alternativamente, ser denominada uma primeira superfície de interação e a porção de batente do conjunto de luva uma segunda superfície de interação.

[0030] Em outras palavras, o pistão é disposto para mover o dispositivo de ancoragem para a segunda posição

[0031] Em uma modalidade da ferramenta de poço, o braço está operacionalmente conectado a uma mola, a mola polarizando o dispositivo de ancoragem em direção à primeira posição.

[0032] Em uma modalidade da ferramenta de poço, o pistão compreende um elemento elástico para interação com o pelo menos um braço, de preferência o elemento elástico é uma mola de lâmina.

[0033] Em uma modalidade da ferramenta de poço, o pelo menos um braço está operacionalmente conectado ao pistão por meio do elemento elástico.

[0034] Em uma modalidade da ferramenta de poço, o elemento elástico compreende uma superfície do pistão disposta para interagir com o dispositivo ou braço de ancoragem.

[0035] O elemento elástico é disposto de modo que uma força aplicada pelo pistão ao dispositivo de ancoragem não pode exceder uma força máxima definida. A força máxima sendo decidida pelas propriedades do elemento elástico.

[0036] Em uma modalidade da ferramenta de poço, a âncora antitorque é conectada à unidade de remoção de detritos por pelo menos um parafuso de cisalhamento.

[0037] Em outras palavras, a âncora antitorque é conectada à unidade de remoção de detritos de modo que a conexão entre a âncora antitorque e a unidade de remoção de detritos possa ser cortada se o raspador da unidade de remoção de detritos ficar preso durante o uso.

[0038] Em uma modalidade, a ferramenta de poço compreende pelo menos um elemento de tubo alinhado em torno da linha central da ferramenta de poço e se estendendo através da âncora antitorque e do compartimento em formato de cilindro.

[0039] Em uma modalidade da ferramenta de poço, o pelo menos um elemento de tubo se estende através da âncora antitorque, do compartimento em formato de cilindro e do contêiner de detritos.

[0040] Em outras palavras, o pelo menos um elemento de tubo se estende em torno de uma linha central da âncora antitorque, do compartimento em formato de cilindro e/ou do contêiner de detritos.

[0041] Em uma modalidade da ferramenta de poço, a extremidade de conexão é rigidamente conectada a pelo menos um elemento de tubo. Em uso, a ferramenta de poço é substancialmente vertical e a extremidade de conexão é disposta em uma extremidade superior da ferramenta de poço.

[0042] Em uma modalidade da ferramenta de poço, a extremidade de conexão é disposta em uma extremidade de pelo menos um elemento de tubo, de preferência, em uma extremidade de um elemento de tubo que se estende através da âncora antitorque.

[0043] Em outras palavras, o conjunto de luva é rotativo em relação a pelo menos um elemento de tubo que se estende através do conjunto de luva ou, alternativamente, através da âncora antitorque. Desta forma, o pelo menos um elemento de tubo pode ser girado por uma coluna de poço rotativa conectada à extremidade de conexão, enquanto o conjunto de luva é rotativamente fixado pelos elementos de ancoragem.

[0044] Em uma modalidade, a ferramenta de poço compreende um furo central feito de, ou alternativamente definido por, pelo menos um elemento de tubo.

[0045] Em uma modalidade da ferramenta de poço, o furo central se estende da primeira extremidade de conexão ao contêiner de detritos. O furo central pode ser um furo de passagem, isto é, um furo que se estende através da ferramenta de poço ou um furo cego, ou seja, um furo que se estende desde a extremidade de conexão e parcialmente através do comprimento da ferramenta de poço.

[0046] Em uma modalidade, a ferramenta de poço compreende uma segunda extremidade de conexão para conexão opcional a qualquer ferramenta de poço auxiliar adequada, tal como uma ferramenta de fresagem. A segunda extremidade de conexão pode ser disposta na extremidade oposta do furo central, ou pelo menos um elemento de tubo, em relação à primeira extremidade de conexão. Em uso, a segunda extremidade de conexão é disposta na extremidade inferior da ferramenta de poço.

[0047] Em uma modalidade da ferramenta de poço, a primeira extremidade de conexão está em comunicação de fluido com o furo central da ferramenta de poço.

[0048] Em uma modalidade da ferramenta de poço, o pistão é acionado por lama de perfuração do furo central.

[0049] Em uma modalidade da ferramenta de poço, o elemento de guia em formato de hélice longitudinal está operacionalmente conectado à âncora antitorque (e rotativamente conectado a pelo menos um elemento de tubo por meio da âncora antitorque) e o compartimento em formato de cilindro é rigidamente conectado a pelo menos um elemento de tubo, ou vice-versa.

[0050] Em uma modalidade da ferramenta de poço, a âncora antitorque pode girar em torno da linha central da ferramenta de poço em relação a pelo menos um elemento de tubo que se estende através da âncora antitorque.

[0051] Em uma modalidade da ferramenta de poço, a âncora antitorque compreende um pistão e o pelo menos um elemento de tubo compreende pelo menos um furo de passagem radial conectado de forma fluida a uma câmara hidráulica no conjunto de luva, a câmara hidráulica disposta para prover pressão hidráulica para acionar o pistão.

[0052] Em uma modalidade da ferramenta de poço, uma extremidade do conjunto de luva (ou seja, uma extremidade inferior do conjunto de luva quando a ferramenta de poço está em uso, ou uma extremidade do conjunto de luva voltada para o contêiner de detritos) é conectada ao elemento de guia em formato de hélice longitudinal, de modo que o acionamento da âncora antitorque durante o uso evita a rotação do elemento de guia em formato de hélice longitudinal em relação ao furo de poço.

[0053] Em uma modalidade da ferramenta de poço, o contêiner de detritos é em formato de cilindro, em que a linha central do contêiner de detritos está alinhada com a linha central do compartimento em formato de cilindro do elemento magnético.

[0054] Em uma modalidade da ferramenta de poço, a primeira extremidade de conexão e o contêiner de detritos são dispostos em extremidades opostas do compartimento em formato de cilindro.

[0055] Em uma modalidade, a abertura do contêiner de detritos está voltada em uma direção em direção à primeira extremidade de conexão.

[0056] O compartimento em formato de cilindro tem uma superfície circunferencial para a qual o metal é atraído por um campo magnético, de preferência criado por ímãs embutidos abaixo da referida superfície.

[0057] Em um segundo aspecto, a presente invenção provê um método de remoção de detritos de metal de um furo de poço, compreendendo as etapas de:

[0058] - prover uma ferramenta de poço de acordo com o primeiro aspecto;

[0059] - conectar uma coluna de poço rotativa à extremidade de conexão;

[0060] - abaixar a ferramenta de poço no furo de poço;

[0061] - acionar a âncora antitorque; e

[0062] - girar a coluna de poço para girar o compartimento em formato de cilindro ou o elemento de guia em formato de hélice longitudinal (ou seja, o compartimento em formato de cilindro ou o elemento de guia em formato de hélice longitudinal não operacionalmente conectado à âncora antitorque) em torno de uma linha central da ferramenta de poço, de modo que detritos de metal que se acumulam no compartimento em formato de cilindro sejam guiados pelo elemento de guia em formato de hélice longitudinal em direção à abertura do contêiner de detritos.

[0063] Em uma modalidade, o método compreende uma etapa de fornecimento de fluido de perfuração pressurizado à extremidade de conexão para acionar a âncora antitorque.

[0064] Em um terceiro aspecto, a presente invenção provê uma âncora antitorque compreendendo qualquer uma das características definidas para a âncora antitorque da ferramenta de poço de acordo com o primeiro aspecto.

[0065] O termo "âncora antitorque" pode, alternativamente, ser substituído por "âncora antirrotação".

[0066] O termo "elemento de tubo" pode, alternativamente, ser substituído pelo termo "elemento de tubulação".

[0067] O termo "elemento magnético" se destina a significar um elemento que compreende peças capazes de atrair magneticamente detritos de metal, tais como aparas de metal, partículas, limalhas e chips.

[0068] O termo "operacionalmente conectado" se destina a definir uma conexão entre dois recursos que garante que um efeito definido seja obtido. Em outras palavras, os dois recursos não precisam estar em contato direto, mas também podem estar indiretamente conectados por meio de elementos / recursos intermediários. Breve descrição dos desenhos

[0069] As modalidades da presente invenção são descritas em detalhes com referência aos desenhos anexos:

[0070] A figura 1 é uma vista em perspectiva de uma primeira ferramenta de poço exemplar de acordo com a invenção.

[0071] A figura 2 é uma vista em perspectiva do detalhe A da ferramenta de poço na figura 1.

[0072] A figura 3 é uma vista em corte transversal da ferramenta de poço na figura 1, o corte transversal está ao longo da linha central da ferramenta de poço.

[0073] A figura 4 é uma vista ampliada do detalhe B na figura 3.

[0074] A figura 5 é uma vista ampliada do detalhe C na figura 3.

[0075] A figura 6 é uma vista ampliada do detalhe D na figura 3.

[0076] A figura 7 é uma vista ampliada da seção de ferramenta de poço mostrada na figura 4, em que a âncora antitorque é acionada.

[0077] A figura 8 é uma vista lateral de uma segunda ferramenta de poço exemplar de acordo com a invenção.

[0078] A figura 9 é uma vista em corte do detalhe E da figura 8.

[0079] A figura 10 é uma vista ampliada do detalhe F na figura 9.

[0080] A figura 11 é uma vista lateral da âncora usada na ferramenta de poço na figura 8.

[0081] A figura 12 é uma vista em corte da âncora da figura 11.

[0082] A figura 13 é uma vista ampliada do detalhe G na figura 12. Descrição detalhada das modalidades da invenção

[0083] A presente invenção provê uma ferramenta para a remoção de detritos de metal de um poço, por exemplo, detritos alojados em, ou na vizinhança de, um BOP. Uma modalidade exemplar de tal ferramenta é descrita abaixo com referência aos desenhos anexos.

[0084] Uma vista em perspectiva de uma ferramenta 1 de acordo com a presente invenção é mostrada na figura 1 e uma vista detalhada ampliada da seção da ferramenta que compreende uma âncora antitorque é mostrada na figura 2.

[0085] A figura 3 é uma vista em corte transversal da ferramenta de poço ao longo da linha central C.

[0086] A ferramenta de poço apresenta um elemento magnético 2 para atrair detritos de metal, uma âncora antitorque 5, uma unidade de remoção de detritos 3, um contêiner de detritos 6, uma primeira extremidade de conexão 16 adequada para conexão a uma coluna de poço rotativa e uma segunda extremidade de conexão 33. A primeira extremidade de conexão também pode ser conectada a uma coluna de poço rotativa por meio de uma extremidade inferior de qualquer outra ferramenta de poço adequada, desde que um movimento de rotação possa ser provido à extremidade de conexão. A segunda extremidade de conexão 33 pode ser conectada a qualquer ferramenta de poço auxiliar adequada, tal como uma ferramenta de fresagem, se necessário.

[0087] O elemento magnético 2 tem um compartimento em formato de cilindro 10 tendo uma primeira extremidade 7 e uma segunda extremidade 8. Na presente modalidade, o compartimento em formato de cilindro 10 compreende múltiplos imãs 11, vide figuras 4 e 5, embutidos abaixo da superfície 12 do compartimento. Os ímãs proveem o campo magnético necessário para atrair detritos de metal. O campo magnético pode ser provido por qualquer tipo de conjunto de ímã adequado para ser incorporado em ou abaixo da superfície do compartimento em formato de cilindro.

[0088] A unidade de remoção de detritos 3 apresenta um raspador

4 (isto é, um elemento de guia em formato de hélice longitudinal) disposto em torno do compartimento em formato de cilindro 10. O raspador 4 é disposto em torno e coaxial com o compartimento em formato de cilindro 10. Uma superfície interna do arranjo (ou seja, a superfície voltada para uma superfície circunferencial do compartimento em formato de cilindro 10) é ligeiramente espaçada (0,1 a 0,5 mm) de uma superfície circunferencial do compartimento 10. O raspador 4 é preferencialmente feito em aço inoxidável não magnético, ou seja, um tipo adequado de aço inoxidável austenítico.

[0089] O compartimento em formato de cilindro 10 e o raspador 4 podem girar um em relação ao outro em torno de uma linha central C da ferramenta de poço, de modo que detritos de metal que se acumulam no compartimento em formato de cilindro 10 durante o uso possam ser guiados pelo raspador 4 em direção à abertura 9 do contêiner de detritos 6 quando a âncora antitorque 5 é acionada e uma coluna de poço conectada à extremidade de conexão é girada.

[0090] Uma seção de extremidade 13 do elemento magnético não tem, ou tem um enfraquecimento, campo magnético na direção da segunda extremidade 8 permitindo a descarga de detritos de metal no contêiner de detritos 6 através de uma abertura 9 disposta na segunda extremidade 8 do compartimento em formato de cilindro 10. Para garantir que a maioria ou todos os detritos de metal entrem no contêiner de detritos, toda a seção de extremidade 13 é disposta dentro do contêiner de detritos, isto é, abaixo da abertura 9 do contêiner de detritos 6 quando a ferramenta de poço está verticalmente disposta.

[0091] A âncora antitorque 5 está conectada à raspagem 4, de modo que o acionamento da âncora antitorque durante o uso fixará rotacionalmente o raspador 4 em relação a um furo de poço no qual a ferramenta de poço é executada. A âncora antitorque compreende um conjunto de luva 15 com múltiplos dispositivos de ancoragem 19. Cada dispositivo de ancoragem apresenta um braço 22 sendo conectado de forma articulada ao conjunto de luva em uma primeira extremidade e conectado a uma roda 20 (ou seja, uma porção de contato com a parede ou um dispositivo de rolo) em uma segunda extremidade. O braço 22 (ou roda 20) é inclinado para uma primeira posição por uma mola e operacionalmente conectado a um pistão anular, de modo que o acionamento do pistão mova a roda 20 da primeira posição para uma segunda posição, vide figuras 4 e 7. A segunda posição é radialmente estendida em relação à primeira posição, de modo que as rodas dos múltiplos dispositivos de ancoragem possam ser colocadas em contato com a parede de um furo de poço durante o uso. As rodas 20 asseguram que a rotação do raspador seja evitada quando uma coluna de poço conectada à extremidade de conexão é girada, enquanto, ao mesmo tempo, permite que a ferramenta de poço seja movida em uma direção vertical dentro do poço.

[0092] Assim, o compartimento em formato de cilindro 10 irá girar em relação ao raspador 4 quando a luva rotativa estiver em movimento. Em uso, o movimento de rotação relativo entre o raspador 4 e o compartimento em formato de cilindro 10 fará com que os detritos de metal, atraídos e acumulados no elemento magnético, sejam empurrados em direção e para dentro do contêiner de detritos 6. Desta forma, a resistência do campo magnético do elemento magnético não será enfraquecida ao longo do tempo devido a detritos de metal acumulados e, portanto, não é necessário trazer a ferramenta do poço para a descarga / remoção intermediária de detritos de metal até que a operação seja concluída. O transporte dos detritos de metal para o contêiner de detritos 6 é ainda melhorado por ter o contêiner de detritos fixado ao compartimento em formato de cilindro 10, de modo que o contêiner de detritos 6 gire em relação ao raspador 4. A última solução minimiza a formação de tampões de detritos de metal ou aninha na abertura 9 do contêiner de detritos.

[0093] As características opcionais do elemento magnético 2, o raspador e o contêiner de detritos são divulgados no documento WO 2016/155852 A1, e tais características são aqui incorporadas por referência.

[0094] Na presente modalidade, a ferramenta de poço 1 compreende um furo central 25 feito de múltiplos elementos de tubo 17a a d (ou tubulações) que estão coaxialmente dispostos com a âncora antitorque, o compartimento em formato de cilindro 10, o raspador 4 e o contêiner de detritos 6. Os múltiplos elementos de tubo são rigidamente interconectados e irão co-girar em torno da linha central C da ferramenta de poço com uma coluna de poço rotativa conectada à extremidade de conexão.

[0095] Em outras modalidades, prevê-se que um único tubo pode prover o furo central. No entanto, a solução de ter múltiplos elementos de tubo é preferida, pois facilita a fabricação, montagem e reparo da ferramenta de poço.

[0096] O elemento de tubo 17a, que se estende através do conjunto de luva da âncora antitorque, tem furos de passagem radiais 18 fluidamente conectados a uma câmara hidráulica 14 disposta em uma extremidade de um conjunto de pistão 23a, 23b (isto é, um pistão). O conjunto de pistão compreende um primeiro elemento de pistão 23a em contato com os braços 22 e um segundo elemento de pistão 23b em contato com a câmara hidráulica 14. O primeiro e o segundo elementos de pistão são separados por uma câmara cheia de fluido 29 provendo um efeito de amortecimento. Durante o uso da ferramenta de poço 1, o fluido ou lama de perfuração pressurizado entra na câmara hidráulica 14 e o conjunto de pistão 23a, 23b é forçado contra os braços 22 dos dispositivos de ancoragem 19. Nesta modalidade, o elemento de pistão 23a apresenta uma superfície inclinada 26 que interage com uma superfície inclinada cooperante 27 no braço 22. A interação das superfícies inclinadas cooperantes empurra a extremidade do braço apresentando a roda 20 para uma posição radialmente estendida, isto é, para a segunda posição, vide figura 7. Na segunda posição, a roda está em contato com a parede do poço.

[0097] O conjunto de luva 15 é conectado ao raspador 4 por parafusos 21. Com o uso de mancais deslizantes 30, mancais de impulso 31 e vedações adequadas 32 dispostos entre o conjunto de luva 15 e o elemento de tubo 17a, o conjunto de luva e o raspador são livres para girar em relação ao elemento de tubo 17a e ao compartimento em formato de cilindro 10.

[0098] O contêiner de detritos 6 está rigidamente conectado ao elemento de tubo 17d se estendendo através de uma seção de extremidade do contêiner de detritos 6 por meio de uma luva de conexão

28.

[0099] Uma segunda ferramenta de poço exemplar 1' é mostrada nas figuras 8 a 10 e a seção de âncora da ferramenta de poço mostrada separada nas figuras 11 a 13.

[0100] A ferramenta de poço 1' nas figuras 8 a 10 compreende as mesmas características técnicas principais e funções da mesma maneira que a ferramenta de poço 1 nas figuras 1 a 7. Números de referência idênticos são usados para recursos em comum para as duas ferramentas de poço exemplares.

[0101] Uma vista lateral da ferramenta de poço é mostrada nas figuras 8 e uma vista em corte da seção de âncora, isto é, o detalhe F, é mostrado na figura 9. Em vista da primeira ferramenta de poço exemplar, a segunda ferramenta de poço exemplar compreende duas características técnicas distintas.

[0102] A primeira característica distintiva é mostrada na figura 9 e

10. A unidade de remoção de detritos 3, incluindo o raspador 4, é conectada à âncora antitorque 5 por meio de parafusos de cisalhamento ou pinos 34', 34''. Parafusos ou pinos de cisalhamento são projetados para prover uma ruptura limpa quando sujeitos a forças de cisalhamento que estendem um valor definido. O objetivo de ter o raspador 4 conectado à âncora antitorque 5 desta maneira é garantir que a ferramenta de poço não seja desnecessariamente danificada se o raspador 4 ficar preso ou o movimento de rotação entre o raspador 4 e o compartimento em formato de cilindro 10 é evitado durante o uso. Sem os parafusos / pinos de cisalhamento, o dano colateral à âncora antitorque e outras partes da ferramenta de poço pode ser substancial se o raspador 4 estiver preso.

[0103] A segunda característica distintiva é mostrada nas figuras 12 e 13. Na segunda ferramenta de poço exemplar, o pistão 23a, usado para mover a roda 20 no braço 22 da âncora antitorque 5 para a segunda posição, conforme descrito acima, apresenta uma mola de lâmina 35 na extremidade do pistão 23a que interage com os braços 22. A mola de lâmina 35 garante que a força pela qual as rodas 20 são empurradas contra a parede de um revestimento de furo de poço não exceda um valor máximo. O valor máximo pode ser definido selecionando uma mola de lâmina 35 tendo uma constante de mola e deslocamento desejados. A característica de ter uma folha de lâmina 35 no pistão 23a pode ser vantajosa quando a ferramenta de poço 1' é usada junto com um whipstock hidráulico para desviar a direção da ferramenta de poço. Os whipstocks hidráulicos muitas vezes requerem que uma pressão hidráulica de cerca de 220 bar seja ajustada dentro do poço e a pressão resultante nas rodas 20 da âncora antitorque 5 possa ser muito alta, por exemplo, causando danos ao revestimento do poço. Em situações em que um whipstock mecânico é usado, a pressão hidráulica pode ser mantida em um nível inferior e uma mola de lâmina não é necessariamente necessária. Embora se acredite que o uso de molas de lâmina seja a solução mais funcional, em outras modalidades as molas de lâmina podem ser substituídas por elementos elásticos alternativos, como uma placa suportada por molas helicoidais ou conjuntos semelhantes. Na segunda modalidade exemplar, o braço 22 compreende uma primeira superfície de interação 36 disposta para encostar contra uma segunda superfície de interação 37 no conjunto de luva 15 quando o braço está na segunda posição, isto é, evitando que o braço se estenda além da segunda posição. Ter a extensão radial obtida na segunda posição restrita pelas superfícies de interação 36, 37 é vantajoso, em particular, quando a ferramenta de poço é usada junto com um whipstock hidráulico.

[0104] Soluções específicas para estender os dispositivos de ancoragem 19 são mostradas em conexão com as ferramentas de poço exemplares nas figuras 1 a 13. No entanto, com base na presente divulgação, o versado na técnica reconheceria facilmente numerosas soluções alternativas para obter um acionamento hidráulico, ou mesmo elétrico, dos dispositivos de ancoragem.

[0105] Nas ferramentas de poço exemplares das figuras 1 a 13, o compartimento em formato de cilindro 10 é girado pelo uso de uma coluna de poço rotativa conectada à primeira extremidade de conexão 16, enquanto o raspador circundante 4 é rotativamente fixado ao ser conectado à âncora antitorque, obtendo assim um movimento de rotação entre o compartimento em formato de cilindro 10 e o compartimento em formato de cilindro 4. Em outras modalidades, o movimento de rotação pode ser obtido por uma solução oposta, isto é, a rotação da carcaça enquanto a carcaça em formato de cilindro é fixa. O último efeito pode, por exemplo, ser obtido por ter uma âncora antitorque disposta no contêiner de detritos 6 para fixar rotativamente o contêiner de detritos 6 e o compartimento em formato de cilindro em relação a um furo de poço e um elemento de tubo que se estende através da ferramenta de poço, e por ter a extremidade de conexão operacionalmente conectada ao raspador.

A âncora antitorque pode, por exemplo, ser incorporada na luva de conexão 28. Deste modo, uma coluna de poço girando fará com que o raspador gire em relação a um furo de poço e ao compartimento em formato de cilindro, proporcionando o mesmo efeito que na ferramenta de poço exemplar.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Ferramenta de poço (1) para remover detritos de metal de um furo de poço, caracterizada pelo fato de que compreende um elemento magnético (2), uma âncora antitorque (5), uma unidade de remoção de detritos (3), um contêiner de detritos (6) e uma primeira extremidade de conexão (16) para uma coluna de poço rotativo, em que - o elemento magnético (2) compreende um compartimento em formato de cilindro (10) tendo uma primeira extremidade (7) e uma segunda extremidade (8); - a unidade de remoção de detritos (3) compreende um elemento de guia em formato de hélice longitudinal (4) disposto em torno do compartimento em formato de cilindro (10); - a âncora antitorque (5) está operacionalmente conectada ao compartimento em formato de cilindro (10) ou ao elemento de guia em formato de hélice longitudinal (4), de modo que o acionamento da âncora antitorque durante o uso evite a rotação do compartimento em formato de cilindro (10) ou o elemento de guia em formato de hélice longitudinal (4), respectivamente, em relação ao furo de poço; e - o contêiner de detritos (6) compreende uma abertura (9) disposta na segunda extremidade (8) do compartimento em formato de cilindro, em que o compartimento em formato de cilindro (10) e o elemento de guia em formato de hélice longitudinal (4) são rotativos um em relação ao outro em torno de uma linha central (C) da ferramenta de poço e configurados de modo que detritos de metal se acumulem no compartimento em formato de cilindro (10) durante o uso é guiado pelo elemento de guia em formato de hélice longitudinal (4) em direção à abertura (9) do contêiner de detritos (6) quando a âncora antitorque (5) é acionada e a primeira extremidade de conexão é girada.

2. Ferramenta de poço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o compartimento em formato de cilindro (10) ou o elemento de guia em formato de hélice longitudinal (4) que não está operacionalmente conectado à âncora antitorque (5) está operacionalmente conectado à primeira extremidade de conexão (16), de modo que o movimento de rotação da primeira extremidade de conexão seja transferido para o compartimento em formato de cilindro (10) ou o elemento de guia em formato de hélice longitudinal (4), respectivamente.

3. Ferramenta de poço, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a âncora antitorque (5) compreende um conjunto de luva (15) tendo múltiplos dispositivos de ancoragem (19), cada dispositivo de ancoragem pode ser acionado a partir de uma primeira posição para uma segunda posição, na segunda posição, o dispositivo de ancoragem é radialmente estendido em relação à primeira posição, de modo que os múltiplos dispositivos de ancoragem possam estar em contato com uma parede do poço quando acionados durante o uso.

4. Ferramenta de poço, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que cada um dos dispositivos de ancoragem (19) compreende um dispositivo de rolo (20) disposto para estar em contato com uma parede do poço quando os dispositivos de ancoragem estão na segunda posição, o dispositivo de rolo apresenta um eixo de rotação substancialmente perpendicular a uma linha central da ferramenta de poço, o dispositivo de rolo é preferencialmente uma roda (20).

5. Ferramenta de poço, de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizada pelo fato de que cada um dos dispositivos de ancoragem (19) compreende pelo menos um braço (22) sendo conectado de forma articulada ao conjunto de luva (15) e operacionalmente conectado a um pistão (23a, 23b), de modo que o acionamento do pistão mova o dispositivo de ancoragem para a segunda posição.

6. Ferramenta de poço, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que pelo menos um braço (22) está operacionalmente conectado a uma mola (24), a mola polarizando os dispositivos de ancoragem em direção à primeira posição.

7. Ferramenta de poço, de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizada pelo fato de que o pistão (23a, 23b) compreende um elemento elástico para interação com pelo menos um braço (22), de preferência o elemento elástico é uma mola de lâmina (35).

8. Ferramenta de poço, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a âncora antitorque (5) é conectada à unidade de remoção de detritos (3) por pelo menos um parafuso de cisalhamento (34', 34'').

9. Ferramenta de poço, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que compreende pelo menos um elemento de tubo (17a a 17d) alinhado em torno da linha central (C) da ferramenta de poço e se estendendo através da âncora antitorque (5) e do compartimento em formato de cilindro.

10. Ferramenta de poço, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que a primeira extremidade de conexão (16) está disposta em uma extremidade de pelo menos um elemento de tubo.

11. Ferramenta de poço, de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizada pelo fato de que compreende um furo central (25) feito de pelo menos um elemento de tubo (17a a 17d).

12. Ferramenta de poço, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que a primeira extremidade de conexão (16) está em comunicação de fluido com o furo central (25).

13. Ferramenta de poço, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 7 e reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que o pistão (23a, 23b) é acionado por lama de perfuração do furo central.

14. Ferramenta de poço, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que pelo menos um elemento de tubo (17a) compreende pelo menos um furo de passagem radial (18) conectado hidraulicamente a uma câmara hidráulica (14) no conjunto de luva (15), o sistema hidráulico câmara disposta para fornecer pressão hidráulica para acionar o pistão (23a, 23b).

15. Método de remoção de detritos de metal de um furo de poço, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: - prover uma ferramenta de poço, como definida em qualquer uma das reivindicações precedentes; - conectar uma coluna de poço rotativa à primeira extremidade de conexão (16): - abaixar a ferramenta de poço no furo de poço; - acionar a âncora antitorque (5); e - girar a coluna de poço para girar o compartimento em formato de cilindro (10) ou o elemento de guia em formato de hélice longitudinal (4) em torno de uma linha central (C) da ferramenta de poço, de modo que detritos de metal que se acumulam no compartimento em formato de cilindro (10) sejam guiados pelo elemento de guia em formato de hélice longitudinal (4) em direção à abertura (9) do contêiner de detritos (6).

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a âncora antitorque é acionada provendo fluido de perfuração pressurizado para a primeira extremidade de conexão.